车辆工程技术14车辆技术
新能源电动汽车电气系统主要包括高压直流电气系统、低压电气系统和整车CAN通讯网络控制系统。车载充电机由电网供电，将220V交流电经整流滤波变成300V以上直流电为动力电池补充电能。低压电气系统采用直流12V电源，一方面为灯光和刮水器等常规低压电器供电，另一方面为整车控制器、电机控制系统电池管理系统以及高压电气设备的控制器和冷却电动水泵等辅助部件供电。CAN通讯网络系统主要是为整车控制器与汽车其他控制单元进行信息通讯。
1　整车低压电气系统
由于电动汽车的特殊性，根据电动汽车整车状态，可将电动汽车低压电气系统分为运行状态和充电状态2种模式。
1.1　运行状态
此时车辆供电系统由蓄电池、DC/DC电压转换器、电线束、开关和继电器等组成。对供电系统的要求是:DC/DC电压转换器必须在汽车运行的所有工况下，均能提供足够的电能满足低压用电器的需求，同时还要保证为蓄电池充电。
1.2　充电状态
此时车辆供电系统由蓄电池、DC/DC电压转换器、车载充电机、线束、开关和继电器等组成。在充电状态下，供电系统只需提供足够的电能满足充电相关电器部件工作并提供一定的电流为蓄电池充电即可。
2　低压电源系统的控制功能
以北汽新能源EV系列纯电动汽车为例，介绍12V电源管理系统的控制功能。该汽车由低压电源管理单元（PMU）控制，主要功能如下：2.1　低压电池管理单元
低压电池管理单元（PMU）用胶带捆绑固定在蓄电池负极电缆，控制单元（模块）本身包含电压、电流、温度传感器，这些传感器用来采集蓄电池的工作状态。PMU通过传感器采集蓄电池电压、电流、温度信息，对蓄电池状态进行计算，并且获得整车的用电器工作状态和DC/DC工作状态，实现整车供电系统对蓄电池的动态电量平衡、节能模式、智能充电等功能。
2.2　动态电量平衡功能
如果用电器全开（几率较小，但是存在），在这种情况下，蓄电池会不断放电，最终导致蓄电池亏电，造成下次无法起动。针对电动汽车，更加会造成电子转向系统（EPS），电子真空泵（EVP）等瞬间大功率工作的安全性电器无法得到稳定的供电。通常情况下，只能通过增加电源（DC-DC）的输出能力来实现供电和用电的平衡（电量平衡）。但是这样会造成零件成本上升很多。动态电量平衡是指，在上述
情况下，由PMU发出电源风险等级信号，部分舒适性用电器收到信号后，根据等级自动降低部分功率，使供电和用电达到平衡，实现动态的电量平衡。
2.3　节能模式
对于传统汽车而言，发电机输出的电压是固定值，一般在14.5V 左右。对于纯电动车而言，PMU具有的节能模式，能够在蓄电池电量较足，不需要继续充电的情况下，通过将DC-DC的供电电压降到13V左右（对蓄电池而言是略高于满电状态时的电压），降低整车供电电压，从而可以降低部分用电器工作电流和功率（例如14.5V 100A 变成13V 95A，功率降低15%）；蓄电池充电电流几乎为零，对于DC-DC而言，供电的功率降低。
2.4　智能充电模式与蓄电池运作模块电源故障
智能充电模式，是指给蓄电池的充电电压会根据蓄电池的状态不同而变化，例如蓄电池电量较低时，为了保证下次顺利起动和供电电压的平稳，会适当提高充电电压，加快充电进行。在蓄电池电量较高时，会适当降低充电电压，降低整车功耗。
3　新能源汽车低压电源系统的常见故障
以北汽EV系列纯电动汽车为例，介绍12V低压电源系统故障诊断与检修方法。
3.1　12V蓄电池故障
（1）故障现象：点火开关置于ON档，仪表显示蓄电池故障，系统故障灯点亮。
（2）可能原因：蓄电池本身故障、DC-DC转换器故障或DC-DC 与蓄电池连接电路故障。
（3）检查与排除方法：1）检查蓄电池电压值是否正常。2）检查低压保险盒内DC-DC的保险丝是否正常。3）检查DC-DC电源正负极供电电路是否正常。4）检查高压控制盒对接高压线束插件的电路是否正常。5）检查DC-DC变换器输出端的搭铁线负极插件端子是否正常。如果不正常，进行更换或检修。
（4）故障分析。关于蓄电池故障主要有两个原因：1）蓄电池本身故障储能下降；蓄电池的检测比较简单只要有专用检测仪或高频放电计就可以确定蓄电池的性能。2）DC-DC系统故障无法给蓄电池充电；新能源汽车是利用动力电池的高压直流电通过DC-DC转换成低压直流电给其他低压电器供电，同时给蓄电池充电。
从以上检查过程可以看出DC-DC检查的主要是其本身是否能正常工作，其次检查高压直流电源输入和低压输出的电路。
3.2　DC-DC故障
DC-DC发生故障，利用故障检测仪器读取控制单元存储的DTC （故障代码），会读取到“P1792 DC-DC故障”和“P1796 DC-DC驱动通道对电源短路故障”等故障代码。
（1）P1792 DC-DC故障检测步骤。a.使用电动汽车专用故障检测仪清除故障码。是，车辆重新启动，故障消失，车辆恢复正常。否，进行第b步。b.将点火开关打到ON档，使用万用表电压档测量检查DC-DC输出电压是否异常（正常输出电压13.2V-13.5V）。是，修复或更换DC-DC。否，进行第c步。c.检测高压控制盒中的DC-DC高压保险是否熔断。是，更换高压保险，车辆恢复正常。否，进行第d步。
d.检测高压保险至DC-DC之间的插头及线束是否异常。是，维修或更换线束及插头。否，进行第e步。
e.检查DC-DC低压输出线至低压蓄电池之间的线束是否正常。是，更换DC-DC，车辆恢复正常。否，维修或更换线束及插头。
（2）P1796 DC-DC驱动通道对电源短路故障检测步骤。a.检查DC-DC控制插头14中的针脚1至低压保险盒中的DC-DC控制继电器中的23号线束是否导通。是，进行第b步。否，修复线束。b.检查DC-DC控制插头14中的针脚2至仪表12针脚、整车控制器24针脚60之间的线束是否导通。是，进行第c步。否，修复线束。
新能源汽车低压电源系统分析
刘　影
（辽宁工程职业学院，辽宁 铁岭 117000）
摘　要：电动汽车相对传统车而言，电气化程度更高。由于电动汽车用驱动电机代替了发动机，故电动汽车用DC-DC电压转换器替代了传统燃油车中的发电机，由辅助蓄电池和DC-DC电压转换器共同为汽车用电器提供电能。本文对新能源汽车低压电源系统的工作状态、控制原理以及以某车型为例，介绍了新能源汽车低压电源系统的结构特点及常见的故障。
关键词：低压电源；结构特点；故障分析

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